[科普中国]-单处理器系统

概念

顾名思义，单处理器系统（uniprocessor system）是指仅用一个处理器来完成系统操作和目标仿真。图1-1所示为单处理器结构的框图。

系统处理器即完成执行系统软件的工作，也同时起目标处理器的作用。因为仅包含了一个处理器，所以没更换一种被仿真处理器，系统软件也必须随之改写。因为系统软件必须驻留在仿真器所使用的同一存储器中，因为不可能将整个存储器用于仿真过程，这对大型样机的开发可能就是一个缺点。

因为单处理器系统所需要的硬件较少，所以价格较低，但只有仅仅需要简单开发功能时，价格才是需要考虑的因素。1

单处理器与多处理器系统的区别早期的计算机系统是基于单个处理器的顺序处理机器。程序员编写串行执行的代码，让其在CPU上串行执行，甚至每一条指令的执行也是串行的(取指令、取操作数、执行操作、存储结果)。为提高计算机处理的速度，首先发展起来的是联想存储器系统和流水线系统，ghostwin7前者提出了数据驱动的思想，后者解决了指令串行执行的问题，这两者都是最初计算机并行化发展的例子。随着硬件技术的进步，并行处理技术得到了迅猛的发展，计算机系统不再局限于单处理器和单数据流，各种各样的并行结构得到了应用。目前计算机系统可以分为以下4类。

(1)单指令流单数据流(SISD)。一个处理器在一个存储器中的数据上执行单条指令流。

(2)单指令流多数据流(SIMD)。单条指令流控制多个处理单元同时执行，每个处理单元包括处理器和相关的数据存储，一条指令事实上控制了不同的处理器对不同的数据进行操作。向量机和阵列机是这类计算机系统的代表。

(3)多指令流肀数据流(MISD)。一个数据流被传送给一组处理器通过这一组处理器卜的不同指令操作最终得到处理结果。该类计算机系统的研究尚在实验室阶段。

(4)多指令流多数据流(MIMD)。多个处理器对各自不同的数据集同时执行不同的指令流。可以把MIMD系统划分为共享内存的紧密耦合MIMD系统和内存分布的松散耦合MIMD系统两大类。2